Шар тесла своими руками

Добавил пользователь Cypher
Обновлено: 19.09.2024

Прежде чем мы создадим этот проект, я должен предупредить вас о безопасности.

Это устройство выдает высокое напряжение — до 25 000 вольт и может вас убить. НЕ ЗАМЕНЯЙТЕ НИКАКИЕ КОМПОНЕНТЫ ИЛИ ЧАСТИ КОМПОНЕНТОВ НА ДРУГИЕ ЧАСТИ С ИНЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ! Это важно для вашей безопасности. Еще, прежде чем создавать этот проект, я бы порекомендовал вам провести кое-какие исследования о высоких напряжениях. Также имейте в виду, что это не проект начального уровня, и вам нужно будет иметь опыт работы с обратными трансформаторами, высокими напряжениями и смертельными токами.

Вы были предупреждены.

Шаг 1: Методы: 1 и 2

Есть два способа сделать плазма лампу. Оба используют трансформаторы обратного хода переменного тока, но используют разные драйверы. Это важно знать, потому что вы будете создавать драйвер самостоятельно и должны выбрать свой метод, основываясь на нескольких факторах.

Метод 1 использует таймер 555 для включения и выключения мосфета. В нём используется меньше компонентов и его легче собрать.

Метод 2 использует чип TL494, который можно купить онлайн. Этот метод более сложный, но он дает вам больше контроля над схемой и позволяет даже вводить аудио.

Для начинающих я рекомендую метод 1, потому что в нём легче получить желаемую частоту. Если вы используете правильные компоненты, то частота установлена на безопасное значение. Это важно, потому что, если частота слишком низкая, вы словите неприятный шок. В конце этой инструкции я покажу 2 видео, в которых рассказывается, как настроить драйвер так, чтобы дуги были безопасны в работе.

Шаг 2: Метод 1: компоненты

Чтобы сделать лампу Tesla, нам нужен высокочастотный источник питания переменного тока. Также будет хорошо, если частоту можно будет регулировать для улучшения дуги. Мы будем делать наш собственный трансформатор обратного хода. Однако этот шаг можно пропустить, если у вас есть трансформатор обратной связи переменного тока.

чип 555
потенциометр 22к
резистор 10к
резистор 56 Ом
конденсатор 2,2 нф
регулятор напряжения 7809
зеленый светодиод
резистор 680 Ом
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRFP450 и т. д.)
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более (у меня напряжение 12 В при 18 А)

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра (0,255 мм)
30 см магнитного провода 22 калибра (0,644 мм)
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты
Для корпуса
Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Как видите, в этом проекте есть разные шаги. Я предполагаю, что у вас нет обратноходового преобразователя переменного тока. Преобразователи от современных телевизоров, компьютерных мониторов и других устройств — для постоянного тока, потому в них встроен внутренний диод, который выпрямляет импульс обратного хода. Если вы можете найти портативный мини телевизор, скорее всего, вы найдёте вариант AC, и сможете использовать его. Но самое интересное в этом проекте — это намотка собственного трансформатора, поэтому я проведу вас по всем шагам.

Шаг 3: Собираем драйвер

Здесь особо нечего сказать. Просто убедитесь, что вы правильно установили соединения на чипе 555. Пока не беспокойтесь о подключении первичной обмотки, мы вернемся к этому после сборки трансформатора.

Шаг 4: Метод 2: компоненты

Чтобы сделать плазменный шар, нам нужен высокочастотный источник питания переменного тока. Также будет нужно, чтобы частота была настраиваемой, чтобы получить лучшую дугу и самый чистый звук. Мы будем делать наш собственный трансформатор обратного хода.

ШИМ TL494
потенциометр 10к
потенциометр 22к
резистор 2.2к
резистор 10 Ом
100 нф конденсатор
10 нф конденсатор
47 нф конденсатор
200 мкФ конденсатор
МОП-транзистор с N-канальным питанием (IRFP250, IRFP260, IRF540, IRFP450, IRFP064 [я использую такой])
UF4007 или быстрый диод
аудио разъем-папа
регулятор напряжения 7812
Источник постоянного тока 12-24 В при 3 А или более
Обратноходовой преобразователь переменного тока (домашние не очень хорошо работают)

Коробка проекта
Различные винты и гайки
Сверла
60 ваттная лампочка

Как видите, у этого метода много дополнительных частей. Другим недостатком является то, что большинство самодельных преобразователей, которые я пробовал, не работают с этой схемой. Но если вы все же хотите попробовать сделать самодельный преобразователь, переходите к следующему шагу.

Шаг 5: Создаём преобразователь

обратный трансформатор
30 метров магнитного провода 30 калибра
30 см магнитного провода 22 калибра
Электроизоляционная лента
Тефлоновые ленты

Что такое обратноходовой трансформатор?

Обратноходовой трансформатор — это трансформатор, который можно найти в ЭЛТ-мониторах и телевизорах. Он используется для создания высокого напряжения и генерирования электронного луча для проецирования изображений на экран. Вы можете легко выпаять такой из телевизора или ЭЛТ-монитора при помощи паяльной лампы.

Посмотрите на обратноходовой трансформатор, который у вас на руках. Вам нужно получить ферритовый сердечник. Ферритовый сердечник — это оголенный стержень феррита, который соединяется внутри с трансформатором. Для этого попробуйте несколько раз ударить по ферритовому сердечнику резиновым молотком. Если это не поможет, погрузите трансформатор в горячую воду и попытайтесь ослабить лак, удерживающий сердечник на месте. Как только вы сможете покачивать сердечник, попробуйте удалить металлическую скобу, которая удерживает его на месте. Как только это будет сделано, две части сердечника должны выпасть из трансформатора.

Вы на полпути! Далее, посмотрите, насколько большой ваш сердечник. Самые большие сердечники обычно находятся в больших телевизорах, но я использовал самое маленькое ядро, которое смог найти, чтобы сэкономить место. Мы ищем вариант примерно на 10000 вольт.

Затем возьмите картонную карточку и загните ее в трубку, которая может поместиться вокруг цилиндрической стороны вашего сердечника.

Я нарисовал диаграмму, чтобы всё было наглядно.

Затем начните наматывать проволоку 30 калибра вокруг трубки. Начните намотку на расстоянии примерно 1,5 см от края бумаги, потому что намотка, расположенная слишком близко к сердечнику, приведет к дуге. Обмотайте провод вокруг трубки, убедившись, что мотки плотно прилегают друг к другу и не перекрываются. Наматывайте, пока вы не достигнете 1,5 см до конца бумаги. Затем поместите кусок изоленты поверх края обмотки. Оберните обмотку большим количеством тефлоновой ленты и накройте ее слоем изоленты.

Затем начните наматывать второй слой поверх предыдущего. Обмотайте примерно на 5 оборотов меньше, остановитесь, закройте тефлоном и изолентой и запустите новый слой, который намотайте поверх предыдущей намотки. Делайте это до тех пор, пока у вас не останется места. На последней обмотке заклейте всю вторичную ленту большим количеством изоленты.

Для первичной обмотки сделайте 7 витков проводом 22 калибра вокруг другой стороны сердечника. Готово!

Шаг 6: Тестирование трансформатора и его подготовка

Подсоедините трансформатор к схеме и проверьте его. Возьмите карандаш с проволокой, прикрепленной к нему. Подсоедините один конец провода к одному концу вторичной обмотки. Затем подключите источник питания 12-24 В к входу драйвера. Встряхните его.

Если вы слышите шум, значит, он работает. Медленно соедините вторичные провода вместе, используя карандаш. Фиолетовая электрическая дуга должна прыгать с одного конца на другой. Если всё так, то попробуйте отрегулировать 22к потенциометр, чтобы изменить частоту и получить тихую толстую дугу.

Если у вас не получилось, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так:

Ваша вторичная катушка дает внутреннюю дугу. Вы должны перемотать вторичную катушку и использовать больше изоляции.

Работает и внезапно останавливается:

Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте его на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ваш чип 555 сгорел. Замени его.

Ничего не происходит при включении драйвера. Возможно, вы неправильно прочитали схему. Проверьте все соединения.

Если вы слышите шум, значит, все работает. Медленно соедините вторичные провода вместе, используя карандаш. Фиолетовая электрическая дуга должна прыгать с одного конца на другой. Если всё так, попробуйте отрегулировать оба потенциометра, чтобы изменить частоту и рабочий цикл. Попробуй получить тихую толстую дугу. При желании вы можете подключить музыкальный проигрыватель к аудиоразъему и проверить, будет ли дуга воспроизводить музыку. Если все это произойдет, то поздравляю! Вы почти закончили.

Если это не так, то есть несколько вещей, которые могут пойти не так.

Ваша вторичная катушка дает внутреннюю дугу. Вы должны перемотать вторичную катушку и использовать больше изоляции.
Работает и внезапно останавливается. Ваш мосфет может быть неисправен. Проверьте на короткое замыкание с помощью мультиметра.
Ничего не происходит при включении драйвера. Возможно, вы неправильно прочитали схему. Проверьте все соединения.

Дополнительное вощение

Эта часть довольно крута. Если вы используете мелки для воска, снимите бумагу со всех мелков. Возьмите старую банку, например, консервную, и поместите мелки в неё. Поместите банку на очень слабый огонь на плиту. Растопите воск полностью. Затем возьмите кусочек алюминиевой фольги и создайте форму для вашего обратноходового трансформатора.

Попытайтесь сделать коробку, в которую поместится трансформатор. Поместите его в форму так, чтобы вторичный и первичный провода торчали вверх. Затем медленно вылейте воск на трансформатор, пока он не будет полностью погружен. Покачайте форму немного, чтобы воск просочился в отверстия в трансформаторе. Дайте коробке полежать одну ночь, чтобы всё остыло.

Когда вы вернетесь на следующий день, снимите фольгу. Вы получите блок воска с 4 торчащими проводами. Это должно помочь вашему трансформатору работать дольше и предотвратить дуги.

Шаг 7: Включаем!

Поместите металлическое основание вашей лампочки на высоковольтные выходы вашего трансформатора и включите его!
Пожалуйста, посмотрите это видео, которое поможет вам с настройкой и эксплуатацией плазменного шара:

И помните, что высокое напряжение может быть смертельным, если работать с ним неправильно. Будьте осторожны и веселой вам сборки!

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Многие слышали о плазменном шаре, но не все желают тратить деньги на его покупку. Радиолюбители знают, что его можно изготовить самому. Увы, но для начинающих радиолюбителей схемы в интернете достаточно сложные и непонятные. Эта статья поможет сделать плазменный шар даже тем, кто держит паяльник второй раз в жизни. Но для начала советую ознакомиться с техникой безопасности, представленной в статье лестница Иакова.

VT1 - ГТ806Д,
VT2 - КТ805АМ,
R1 - 1кОм,
С2 - 0.02 мкФ (импортная маркировка:203),
Строчный трансформатор Tr2: ТВС-70П2.

Часто начинающие радиолюбители испытывают затруднения в получении того или иного напряжения, тут эта проблема решена. Напряжение питания схемы колеблется в широком диапазоне: 9 вольт-30 вольт, 1-2 ампера.
Вот три трансформатора:

Самый подходящий из них-это первый. Второй тоже можно использовать, но разряды будут уже другие, ну а третий трансформатор использовать вообще не рекомендуется. Выпрямлять ток можно только такими диодами:

Как видим, в схеме задействовано минимальное количество деталей, что особенно важно для начинающих радиолюбителей, схему можно собрать навесным монтажом, что очень радует. А вот так выглядит собранная схема:

Важно, строчный трансформатор надо подключить правильно! Коллектор VT2 подключаем к 4 контакту.
Эмиттер VT1 подключаем к 6 контакту. Осторожно, при включении на 7 контакте образуется высокое напряжение высокой частоты.

Когда всё готово, включаем трансформатор в сеть. При подведении к 7 контакту железных предметов появляются искры, с ними можно поэкспериментировать.

И подходящую лампу, припаять к 7 контакту провода, отходящие от патрона. Лампу вкрутить в патрон и поставить в вертикальное положение.

На таймере 555 серии есть море интересных и простых радиолюбительских конструкций. Одной из таких конструкций является обратноходовый или однотактный преобразователь напряжения. Конструкция самого преобразователя достаточно проста и надежна в работе. Внутри микросхемы нет дополнительного усилителя по напряжению, поэтому выходной сигнал микросхемы нужно дополнительно усилить.

В качестве усилительного каскада использована комплементарная пара отечественных маломощных транзисторов серии КТ3102 и КТ3107, хотя можно и использовать более мощные пары, например КТ814 и КТ815, КТ816 и КТ817. Без усилителя, напряжения на выходе микросхемы может быть недостаточным для срабатывания полевого транзистора.
На конденсаторе 68нФ и резисторе 120 Ом собран фильтр для гашения обратного напряжения. Без фильтра может из строя выйти мосфет.

Резистор фильтра желательно использовать с мощностью 1-2 Ватт, его номинал можно отклонить в ту или иную сторону на 10%, на работу устройства это не повлияет.

Диод КД212 можно заменить на импортный быстродействующий диод серии UF4007.
В схеме можно использовать полевой транзистор IRF3205 илиIRL3705, заранее укрепленный на теплоотвод. В ходе работы резистор 120 Ом и полевой транзистор должны греться, это вполне нормально.

В качестве трансформатора использован строчник - трансформатор от строчной развертки отечественного телевизора, трансформатор буквально любой. Вторичная обмотка заводская, а первичную придется мотать самим - 5 витков провода с диаметром 1.5-2мм, для удобства обмотка намотана двумя жилами многожильного провода в силиконовой изоляции.

В качестве шара использована обыкновенная лампа накаливания (мощность не важна), лампы можно использовать как рабочие, так и вышедшие из строя.

Внимание! Не советуется долго играть с плазменным шаром, иногда температура дуги расплавляет стеклянную оболочку лампы, тогда вы рискуете получить удар тока в 2-4 киловольт и с нешуточной силой тока в 90 мА! Это может привести к очень серьезным последствиям. Ни в коем случае не дотрагивайтесь концов вторичной обмотки строчника, это смертельно опасно!

В 1997 году я заинтересовался катушкой Тесла и решил построить свою. К сожалению, я потерял интерес к ней, прежде чем я смог её запустить. Через несколько лет я нашел свою старую катушку, немного пересчитал её и продолжил строительство. И снова я забросил ее. В 2007 году друг показал мне свою катушку, напомнив мне о моих незавершенных проектах. Я опять нашел свою старую катушку, пересчитал все и в этот раз завершил проект.

Катушка Тесла - это резонансный трансформатор. В основном это LC схемы, настроенные на одну резонансную частоту.

Высоковольтный трансформатор используется для зарядки конденсатора.

Как только конденсатор достигает достаточного уровня заряда, он разряжается на разрядник и там проскакивает искра. Происходит короткое замыкание первичной обмотки трансформатора и в ней начинаются колебания.

Поскольку ёмкость конденсатора фиксирована, схема настраивается путем изменения сопротивления первичной обмотки, изменяя точку подключения к ней. При правильной настройке, очень высокое напряжение будет в верхней части вторичной обмотки, что приведет к впечатляющим разрядам в воздухе. В отличие от традиционных трансформаторов, соотношение витков между первичной и вторичной обмотками практически не влияет на напряжение.

Этапы строительства

Спроектировать и построить катушку Тесла довольно легко. Для новичка это кажется сложной задачей (мне это тоже казалось сложным), но можно получить рабочую катушку, следуя инструкциям в этой статье и проделав небольшие расчеты. Конечно, если вы хотите очень мощную катушку, нет никакого способа кроме изучения теории и проведения множества расчетов.

Вот основные шаги, с которых следует начать:

Выбор источника питания. Трансформаторы которые используются в неоновых вывесках, вероятно, лучше всего подойдут для начинающих, так как они относительно дешевые. Я рекомендую трансформаторы с выходным напряжением не меньше чем 4кВ.
Изготовление разрядника. Это могут быть просто два винта, вкрученных в паре миллиметров друг от друга, но я рекомендую приложить немного больше усилий. Качество разрядника сильно влияет на производительность катушки.
Расчет ёмкости конденсатора. Используя формулу ниже, рассчитайте резонансную емкость для трансформатора. Значение конденсатора должно быть примерно в 1,5 раза больше этого значения. Вероятно, лучшим и наиболее эффективным решение будет сборка конденсаторов. Если вы не хотите тратить деньги, можете попробовать изготовить конденсатор сами, но он может не работать, а его емкость трудно определить.
Изготовление вторичной обмотки. Используйте 900-1000 витков эмалированной медной проволоки 0,3-0,6мм. Высота катушки обычно равна 5 её диаметрам. Водосточная труба из ПВХ, возможно, не самый лучший, но доступный материал для катушки. Полый металлический шар прицеплен к верхней части вторичной обмотки, а её нижняя часть заземлена. Для этого желательно использовать отдельное заземление, т.к. при использовании общедомового заземления есть шанс испортить другие электроприборы.
Изготовление первичной обмотки. Первичная обмотка может быть сделана из толстого кабеля, или ещё лучше из медной трубки. Чем толще трубка, тем меньше резистивных потерь. 6 миллиметровой трубы вполне достаточно для большинства катушек. Помните, что толстые трубы намного сложнее сгибать и медь трескается при многочисленных перегибах. В зависимости от размера вторичной обмотки, от 5 до 15 витков с шагом от 3 до 5 мм должно хватить.
Соедините все компоненты, настройте катушку, и все готово!

Перед тем как начать делать катушку Тесла настоятельно рекомендуется ознакомиться с правилами ТБ и работы с высокими напряжениями!

Также обратите внимание, что не были упомянуты схемы защиты трансформатора. Они не были использованы, и пока проблем нет. Ключевое слово здесь - пока.

Детали

Катушка делалась в основном из тех деталей, которые были в наличии.
Это были:
4кВ 35mA трансформатор от неоновой вывески.
0.3мм медная проволока.
0.33μF 275V конденсаторы.
Пришлось докупить 75мм водосточную трубу ПВХ и 5 метров 6мм медной трубки.

Вторичная обмотка

Вторичная обмотка сверху и снизу покрыта пластиковой изоляцией, для предотвращения пробоя

Вторичная обмотка была первым изготовленным компонентом. Я намотал около 900 витков провода вокруг сливной трубы высотой около 37см. Длина использованного провода была примерно 209 метров.

Индуктивности и емкости вторичной обмотки и металлической сферы (либо тороида) можно рассчитать по формулам которые можно найти на других сайтах. Имея эти данные можно рассчитать резонансную частоту вторичной обмотки:
L = [(2πf) 2 C] -1

При использовании сферы диаметром 14см, резонансная частота катушки равна примерно 452 кГц.

Металлическая сфера или тороид

Первой попыткой было изготовление металлической сферы путем обвертывания пластикового шара фольгой. Я не смог разгладить фольгу на шаре достаточно хорошо, и решил изготовит тороид. Я сделал небольшой тороид, обмотав алюминиевой лентой гофрированную трубу, свернутую в круг. Я не смог получить очень гладкий тороид, но он работает лучше, чем сфера из-за своей формы и за счет большего размера. Для поддержки тороида под него был подложен фанерный диск.

Первичная обмотка

Первичная обмотка состоит из медных трубок диаметром 6 мм, намотанных по спирали вокруг вторичной. Внутренний диаметр обмотки 17см, внешний 29см. Первичная обмотка содержит 6 витков с расстоянием 3 мм между ними. Из-за большого расстояния между первичной и вторичной обмоткой, они могут быть слабо связаны между собой.
Первичная обмотка вместе с конденсатором является LC генератором. Необходимая индуктивность может быть рассчитана по следующей формуле:
L = [(2πf) 2 C] -1
С - емкость конденсаторов, F-резонансная частота вторичной обмотки.

Но эта формула и калькуляторы основанные на ней дают лишь приблизительное значение. Правильный размер катушки должен быть подобран экспериментально, поэтому лучше сделать её слишком большой, чем слишком маленькой. Моя катушка состоит из 6 витков и подключена на 4 витке.

Конденсаторы

Сборка из 24 конденсаторов с гасящим резистором 10МОм на каждом

Так как у меня было большое количество мелких конденсаторов, я решил собрать их в один большой. Значение конденсаторов может быть рассчитано по следующей формуле:
C = I ⁄ (2πfU)

Значение конденсатора для моего трансформатора 27.8 нФ. Фактическое значение должно быть немного больше или меньше этого, так как быстрый рост напряжения в связи с резонансом может привести к поломке трансформатора и / или конденсаторов. Небольшую защиту от этого обеспечивают гасящие резисторы.

Моя сборка конденсаторов состоит из трех сборок с 24 конденсаторами в каждой. Напряжение в каждой сборке 6600 В, общая ёмкость всех сборок 41.3нФ.

Каждый конденсатор имеет свой 10 МОм гасящий резистор. Это важно, так как отдельные конденсаторы могут сохранять заряд в течение очень долгого времени после того, как питание было отключено. Как видно из рисунка ниже, номинальное напряжение конденсатора является слишком низким, даже для 4 кВ трансформатора. Чтобы хорошо и безопасно работать оно должно быть по крайней мере, 8 или 12 кВ.

Разрядник

Мой разрядник это просто два винта с металлическим шариком в середине.
Расстояние регулируется таким образом, что разрядник будет искрить только тогда, когда он является единственным подключенным к трансформатору. Увеличение расстояния между ними теоретически может увеличить длину искры, но есть риск разрушения трансформатора. Для большей катушки необходимо строить разрядник с воздушным охлаждением.

Характеристики

Колебательный контур
Трансформатор NST 4кВ 35мА
Конденсатор 3 × 24 275VAC 0.33μF
Разрядник: два шурупа и металлический шар

Первичная обмотка
Внутренний диаметр 17см
Диаметр трубки обмотки 6 мм
Расстояние между витками 3 мм
Длина трубки первичной обмотки 5м
Витки 6

Вторичная обмотка
Диаметр 7,5 см
Высота 37 см
Проволока 0.3мм
Длина провода около 209m
Витки: около 900

Читайте также: